【金学案】学年高中化学 （课标点击+预习导学+典例精析+课堂导练）第3章 第3节 第1课时 乙醇同步辅导与检测 鲁科必修2

第3节饮食中的有机化合物第1课时乙醇1．了解乙醇的组成、结构以及主要用途。2．掌握乙醇的取代反应、氧化反应。知识清单乙醇的结构与物理性质1．乙醇的组成和结构特别提示：乙醇的结构可以看做是乙烷分子中的一个氢原子被羟基(—OH)所取代或H2O分子中的一个氢原子被乙基取代而形成。分子式结构式结构简式填充模型______

________或________1．C2H6OCH3CH2OHC2H5OH2．乙醇的物理性质乙醇俗称酒精，是酒类的主要成分。乙醇通常为无色、透明、具有特殊香味的液体；比水轻，沸点为78.5℃，易挥发；能与水以任意比互溶(含酒精的饮料中含有浓度不等的乙醇)，能溶解多种无机物和有机物，是优良的有机溶剂。应用思考：你能解释下列问题吗？①高烧病人擦拭酒精或白酒降温②酒精灯用完后要盖上灯帽③打针时用酒精棉球擦拭④在餐馆或野外就餐时，常用到固体酒精。提示：①是利用了乙醇的挥发性，带走大量热量②减少酒精的挥发而造成浪费，另外水分的存留防止下次使用时酒精灯不易点燃③75%(体积分数)的乙醇溶液常用于医疗消毒④所用的固态酒精并不是真正的固态乙醇，而是酒精与饱和醋酸钙溶液混合形成的一种固态凝胶。固体酒精携带方便，点燃后火焰温度高，无有害气体生成。综合拓展乙醇的结构探讨乙醇是由碳、氢、氧三种元素组成的，分子式为C2H6O，其结构式可能有以下两种：要确定是哪种结构，可以通过乙醇与钠定量反应的实验进行探究，实验装置如图所示。在烧瓶里放入几小块钠，从漏斗中缓缓滴入一定物质的量的无水乙醇。通过测量量筒中水的体积(应包括由广口瓶到量筒的导管内的水柱的体积)，就可知反应生成的H2的体积。实验时应注意：①金属钠要过量。②加入乙醇时要缓慢。③读数时要冷至室温，并使量筒中液面与广口瓶中液面平齐。下面是上述实验的一组数据：根据上述实验所得数据，怎样推断乙醇的结构式是A式，还是B式呢？可以通过产生的H2的量，确定乙醇与氢气的物质的量之比来确定乙醇中可被置换的H原子的个数。由于0.100molC2H6O与适量Na完全反应可以生成1.12LH2，则1.00molC2H6O与Na反应能生成11.2LH2，即0.5molH2，也就是1molH。这就是说在1个C2H6O分子中；只有1个H可以被Na所置换，这说明C2H6O分子里的6个H中，有1个与其他5个是不同的。这一事实与A式不符，因A式中的6个氢原子是完全等同的，而与B式相符合。因此，可以推断乙醇的结构式应为B式。n(C2H6O)/molV(H2)/L(标准状况)0.1001.12特别提示由乙醇的分子式C2H6O可以看出，其结构可看作是一个乙烷分子中插入了一个氧原子，如果插到C—H键之间，则结构为CH3CH2OH，如果插入到C—C键之间，则结构为CH3OCH3，只要证明乙醇分子中的氢原子不完全相同就可证明乙醇的结构为CH3CH2OH。尝试应用1．若要检验酒精中是否含有少量水，可选用的试剂是()A．生石灰B．金属钠C．浓硫酸D．无水硫酸铜解析：酒精中的水分子的存在可以加入无色的无水硫酸铜来检验，如果含有水则固体立即变为蓝色。答案：D2．乙醇是一种比较理想的可再生能源，目前新兴起的车用乙醇汽油就是掺加一定比例乙醇的汽油。下列说法中正确的是()A．乙醇汽油是一种新汽油，其成分与传统意义上的汽油一样B．乙醇汽油是一种新型化合物C．用乙醇做燃料不会导致“温室效应”D．用乙醇做燃料不会导致酸雨解析：乙醇汽油是在汽油中加入乙醇而得，与传统汽油成分不同，是一种混合物，乙醇燃烧生成二氧化碳，二氧化碳会导致“温室效应”,但不会导致酸雨。答案：D3．比较乙烷和乙醇的结构，下列说法错误的是()A．两个碳原子以单键相连B．分子里都含有6个相同的氢原子C．乙基与一个氢原子相连就是乙烷分子D．乙基与一个羟基相连就是乙醇分子解析：乙烷和乙醇的结构式分别为：和，由此可以看出，在乙烷分子中含有六个相同的氢原子，而在乙醇分子中的六个氢原子分为三类。答案：B知识清单乙醇的化学性质与用途1．乙醇与钠的反应①钠与乙醇反应的原理：________________________________________________________________________。②钠与乙醇反应的现象：钠放入乙醇中，钠块在乙醇液体的______，反应较______，表面有气泡产生，然后逐渐上升到乙醇表面，体积逐渐减小，最后消失。①2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa(乙醇钠)＋H2↑②底部平缓③钠与乙醇、水反应现象的不同现象解释钠与乙醇反应钠开始时沉到乙醇的底部，反应较平缓，不熔成小球密度：ρ水＞ρ钠＞ρ乙醇；氢原子活泼性：乙醇(羟基氢)＞水钠与水反应钠浮在水面上，迅速游动，反应剧烈，熔成小球2.乙醇的氧化反应①燃烧：CH3CH2OH＋3O2

2CO2＋3H2O发出______色火焰，放出大量的热，是一种优良的液体燃料。由于其燃烧产物二氧化碳和水对大气无污染，所以乙醇与甲烷一样被人们称为__________。②乙醇的催化氧化反应在一定条件下，乙醇能被氧化成为乙醛：__________________，铜在反应中起________作用。①淡蓝“绿色能源”(1)燃料(2)化工(3)消毒剂(4)饮料应用思考：取一根洁净、红亮的铜丝，前端绕成螺旋状，点燃酒精灯，先使螺旋部位在酒精灯外焰灼烧，然后慢慢移向内焰，迅速取出。你观察到了哪些现象？如何解释？写出有关变化的化学方程式。上述实验对你了解如何使用酒精灯有什么启示？提示：红亮的铜丝放在酒精灯外焰灼烧，铜丝变黑。这是因为铜丝在空气中被氧化生成了氧化铜。然后慢慢移向内焰，迅速取出，观察到了铜丝又变红亮。这是因为内焰中有挥发的乙醇蒸气能将氧化铜还原。有关变化的化学方程式：通过上述两个方程式，证明了铜丝起催化剂的作用。启示我们在使用酒精灯加热时要用外焰。总反应方程式：综合拓展乙醇在化学反应中的规律(1)断键规律：当乙醇和金属钠反应时，断开①键；乙醇的燃烧反应，所有键都断裂；当乙醇发生催化氧化反应时，断开①、②键的同时在C和O之间形成一个C＝O新键。即乙醇催化氧化的原理是：(3)乙醇的燃烧、催化氧化和被强氧化剂的氧化，其共同点是都是放热反应，在反应中碳元素的化合价都升高了，故都称为氧化反应。不同点是不同的反应条件使得碳元素被氧化的程度不同，产物不同。可见在有机反应中，反应条件不同，往往产物不同。特别提示乙醇燃烧时放出大量的热，且产物对环境没有污染，是实验室常用的燃料。乙醇在催化剂的作用下被氧化时，在分子中脱去的是羟基上的氢原子以及与羟基相连的碳原子上的氢原子。由此可知，其他类似于乙醇的有机物只要与羟基相连的碳原子上含有氢原子就可发生催化氧化反应，如CH3CH(OH)CH3可被氧化为CH3COCH3。尝试应用1．（双选题）把质量为mg的Cu丝灼烧变黑，立即放入下列物质中，使Cu丝变红，而且质量仍为mg的是()A．稀H2SO4B．C2H5OHC．稀HNO3D．CO解析：Cu丝灼烧变黑，发生如下反应：2Cu＋O2

2CuO，若将CuO放入稀H2SO4、稀HNO3中，CuO被溶解，生成的Cu2＋进入溶液；稀HNO3还能进一步将Cu氧化，故都能使Cu丝质量减轻；若将热的CuO放入CO中，CO夺取CuO中的O原子将Cu还原出来。Cu丝质量不变，D可选；若将热的CuO放入酒精中，乙醇能将氧化铜还原重新生成铜，Cu丝质量仍为mg，B可选。答案：BD2．A、B、C三种醇同足量的金属钠完全反应，在相同的条件下，产生相同体积的氢气，消耗这三种醇的物质的量之比为2∶6∶3，则A、B、C三种醇分子里羟基数之比是()A．3∶2∶1B．3∶1∶2C．2∶1∶3D．2∶6∶3解析：由乙醇与钠反应可以看出分子中的羟基与氢气的关系为2－OH～H2，设生成6mol氢气，则醇中羟基的物质的量分别为3mol、1mol、2mol。答案：B乙醇分子的结构为了确定乙醇分子的结构式是CH3－O－CH3还是CH3CH2OH，实验室利用图所示的实验装置，测定乙醇与钠反应(放热反应)生成氢气的体积。并据此计算乙醇分子中能与金属钠反应的氢原子数目。试回答下列问题：(1)指出实验装置中的错误________________________________________________________________________。(2)若实验中用含有少量水的乙醇代替相同质量的无水乙醇，相同条件下，测得的氢气体积将________(填“偏大”“偏小”或“无变化”)。(3)请指出能使该实验安全、顺利进行的关键实验步骤(至少指出两个关键步骤)解析：由图可知：一定物质的量的乙醇与足量的钠反应，生成氢气，再通过排水法，测定出氢气的体积，转化为氢气的物质的量，可求得1mol乙醇中断键的氢原子的物质的量，即可判断乙醇的结构特点。(1)广口瓶中的导管应该是“短进长出”，只有这样才有利于将水排出。(2)如果乙醇中有少量的水，则会发生下列的两个反应：2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑2H2O＋2Na===2NaOH＋H2↑可知，相同质量的水比乙醇放出的氢气多，所以乙醇、分液漏斗和烧瓶中都不能有水。如果有水，则产生的氢气的体积偏大。(3)对有关物质进行量化的问题，化学反应试剂中可以乙醇定量、钠过量，也可以钠定量、乙醇过量，但是反应生成的氢气体积必须低于量筒的最大量程，广口瓶中水的体积必须大于量筒的最大量程；读取量筒内水的体积时氢气的温度应是室温，量筒与广口瓶水面等高。答案：(1)广口瓶中进气导管插入水中，出气导管未插入水中，不能排出广口瓶中的水。(2)偏大(3)①检查分液漏斗和烧瓶是否干燥，检验乙醇是否无水；②在实验仪器组装完毕之后、加入化学试剂之前，要检查装置是否漏气和内部通道是否畅通；③乙醇(或钠)的加入量要保证钠(乙醇)全部反应；④化学反应结束后要使气体的温度恢复至室温，量筒与广口瓶水面等高。(所有这些，只要答出两项即可)名师点睛：乙醇的结构可以看做是乙烷分子中插入氧原子而得到，如果将氧原子插入到碳碳键之间就会得到甲醚，如果氧原子插入到碳氢键之间就会得到乙醇，只要能证明分子中的氢原子不完全相同就可以证明乙醇的结构为C2H5OH。变式训练1.乙醇的下列实验现象或性质，可以证明乙醇分子中有1个氢原子与另外的氢原子不同的是（）A．1mol乙醇完全燃烧可以生成3mol的水B．乙醇可以按任意比例与水混溶C．1mol乙醇可以在一定条件下氧化成lmol的乙醛D．1mol乙醇跟足量的金属钠反应可得0.5mol的氢气解析：乙醇分子中有6个氢原子，其中1个氢原子与氧原子相连接。1mol乙醇跟足量的金属钠反应可得0.5mol氢气，说明1mol乙醇中只有1mol的氢原子可以与金属钠反应，说明这1个氢原子与其余5个氢原子是不同的。答案：D乙醇的催化氧化(2010年鄞州高级中学期中)有关催化剂的催化机理问题我们可以从“乙醇催化实验”中得到一些认识。某教师设计了下图装置(夹持装置已省略)，试回答下列问题：(1)A中发生反应的化学方程式为：__________________________________________。(2)反应一段时间后，若移去酒精灯反应仍能继续进行，则说明该乙醇的氧化反应是________反应。(3)实验过程中D处铜丝网有红色和黑色交替出现的现象，请用化学方程式解释原因。现象①：红色变黑色：______________________；现象②：黑色变红色：